ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 501
Скачиваний: 6
| Факультет | Автоматики и вычислительной техники |
| Кафедра | Автоматизации технологических процессов |
| Оценка комиссии: | | Рейтинг: | | ||
| Подписи членов комиссии: | |||||
| | | | |||
| (подпись) | | (фамилия и.о.) | |||
| | | | |||
| (подпись) | | (фамилия и.о.) | |||
| | |||||
| (дата) | |||||
| | | | |||
| по дисциплине | Теория автоматического управления |
| на тему | Расчёт системы автоматического управления объекта |
| регулирования концентрации заданного компонента в смесителе | |
| | |
| «К ЗАЩИТЕ» | | ВЫПОЛНИЛ: | |
| | | Студент группы | АТ-19-01 |
| | | | (номер группы) |
| Ст. преподаватель; Мартынова А.Ю. | | Беляева Мария Михайловна | |
| (должность, ученая степень; фамилия, и.о.) | | (фамилия, имя, отчество) | |
| | |  | |
| (подпись) | | (подпись) | |
| | | 31.05.2022 | |
| (дата) | | (дата) | |
| Москва, 20 | 21 | |
Оглавление
1. РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ 6
1.1 Составление передаточной функции объекта управления. 6
1.2. Составление передаточной функции клапана. 10
1.3 Составление замкнутой структуры с двумя входами 12
1.4 Вывод передаточных функций по заданию и возмущению 14
1.7 Синтез последовательного корректирующего устройства метода ЛАХ 24
1.8 Построение амплитудно-частотной характеристики скорректированной замкнутой системы и определение показателя колебательности M. 27
1.9 Аналитическое конструирование регулятора 28
2. РАСЧЁТ НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ 35
2.1 Построение фазового портрета методом припасовывания с применением метода изоклин 35
2.2. Исследование скользящего режима и условий скачков 47
2.3 Расчёт автоколебаний (АК) методом гармонического баланса 54
54
2.4 Исследование условий абсолютной устойчивости: сравнение результатов 64
3. РАСЧЕТ ДИСКРЕТНОЙ СИСТЕМЫ 73
3.1. Расчет передаточной функции разомкнутой импульсной системы (РИС) 73
3.2. Передаточная функция разомкнутой импульсной системы с типовым цифровым регулятором 78
3.3. Вывод передаточных функций замкнутой импульсной системы (ЗИС) с типовыми цифровыми регуляторами 82
3.4. Исследование устойчивости и вычисление критического коэффициента усиления с использованием алгебраического и частотного критериев устойчивости. 84
3.5. Исследование показателей качества ЗИС с типовыми регуляторами (Определение быстродействия ЗИС). 91
3.6. Определение статической ошибки ЗИС с типовыми регуляторами 93
3.7 Построение переходного процесса по каналу задания в ЗИС с регулятором методом степенных рядов. 97
3.8. Синтез импульсного регулятора, обеспечивающего переходный процесс конечной длительности 100
Литература 107
1. РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ
1.1 Составление передаточной функции объекта управления.
Рисунок 1.1 –Структурная схема замкнутой системы
где f(t) – сигнал входа возмущения;
u(t) – сигнал управления, поступающий после прохождения клапана;
e(t) – сигнал статической ошибки;
g(t) – сигнал входа задания;
x(t) – сигнал выхода.
Выведем дифференциальное уравнение объекта регулирования концентрации в смесителе.
Q2 
Q1
Q= Q1 + Q2
Рисунок 1.2 – Схема объекта регулирования концентрации в смесителе
где Q1 – продукт расхода на входе смесителя;
Q2 – растворитель с расходом на входе смесителя;
Q – расход количества жидкости на выходе из смесителя;
μ – степень открытия клапана.
Необходимо добиться заданной концентрации на выходе:
С=
(1.1.1)
F= 
(1.1.2)
В положении равновесия:
F*= 
(1.1.3)
– номинальный расход;
– номинальный растворитель с расходом;
C* – значение концентрации смеси на выходе смесителя;
Материальный баланс по Q2 – номинальный режим.
Запишем дифференциальное уравнение при нарушении положения равновесия:
(1.1.4)
Линеаризуем уравнение в окрестности номинальной точки:
)+(1.1.5)Запишем дифференциальное уравнение, разложив в ряд Тейлора концентрацию смеси на выходе: (1.1.6) Введем обозначения: (1.1.7)Учитывая (1.1.3): =1- (1.1.8) (1.1.9)Подставляя (1.1.7) в уравнение (1.1.9), получаем: Поделим уравнение на коэффициент при x: (1.1.11)Введем обозначения: (1.1.12)где k1 и k2 – безразмерные коэффициенты;τ – постоянная времени объекта: .Произведем необходимые расчеты: (1.1.13) (1.1.14) =0.583 (1.1.15)Запишем итоговое уравнение: (1.1.16)Передаточная функция объекта регулирования выглядит следующим образом: (1.1.17)1.2. Составление передаточной функции клапана.